Pasti personalizzati per persone con disfagia grazie alla bio-stampa 3D

La popolazione globale sta invecchiando rapidamente. In Francia, le persone con più di 65 anni costituivano già il 20% della popolazione nel 2020 e si prevede che tale numero raggiunga il 30% entro il 2050, una tendenza osservata anche in Giappone. Con l’avanzare dell’età, anche semplici azioni come deglutire possono diventare difficili. Questa condizione, nota come disfagia, colpisce milioni di persone e può ridurre significativamente la qualità della vita.

Per sostenere le persone colpite, vengono spesso utilizzati alimenti a consistenza modificata come le puree. Tuttavia, è difficile adattare le consistenze a tutti i livelli di disfagia. Alcuni pazienti sono in grado di gestire alimenti leggermente più solidi, mentre altri richiedono preparazioni molto morbide. I ricercatori della Kyushu University e della Cardiff University hanno sviluppato un metodo di bioprinting 3D in grado di creare gel personalizzati a base di proteine. Utilizzando una precisa radiofrequenza e un controllo a microonde, possono regolare la consistenza, la viscosità e la ritenzione idrica del cibo per soddisfare le esigenze specifiche di ogni individuo.

Bioprinting 3D per alimenti personalizzati

Per le persone con disfagia, mangiare può diventare monotono poiché spesso sono limitati a cibi molto morbidi o gelatinosi. I ricercatori vogliono cambiare questa situazione sviluppando pasti nutrienti e piacevoli da mangiare. Per raggiungere questo obiettivo, hanno creato uno speciale “inchiostro“ per la stampa 3D di alimenti. Questo elemento combina un’emulsione olio-in-acqua con una soluzione di proteine e stabilizzanti. Una piccola quantità di cloruro di magnesio consente alla miscela di riscaldarsi in modo efficiente in un forno a microonde, trasformando la preparazione liquida in un gel pronto per il consumo.

Per produrre questi alimenti personalizzati, i ricercatori hanno costruito la propria biostampante 3D utilizzando LEGO Mindstorms EV3, ispirata al lavoro dell’Università di Cardiff. Secondo Shuntaro Tsubaki, ricercatore capo presso la Kyushu University, hanno prima testato diverse frequenze energetiche per controllare la consistenza del gel. Il bio-inchiostro viene quindi estruso attraverso un ugello sottile, dove viene riscaldato con precisione a radiofrequenza o microonde, trasformandolo in un gel. La macchina stampa strato per strato il gel, costruendo gradualmente la forma finale sul piano di stampa.

Il team ha scoperto che, regolando la frequenza energetica, potevano produrre gel con consistenze molto diverse su misura per le persone con disfagia. A una frequenza più bassa, vicino a 200 MHz, il gel è diventato più solido e ha mantenuto la sua forma e il contenuto di acqua. A una frequenza più alta, intorno ai 2,45 GHz, simile a un forno a microonde domestico, il gel è rimasto più morbido e appiccicoso.

Questa tecnica non è limitata agli alimenti per la disfagia. Potrebbe essere utilizzato per produrre carne coltivata in laboratorio, alimenti funzionali o terapeutici e persino razioni alimentari. I ricercatori stanno già esplorando altri ingredienti commestibili per la stampa 3D e ritengono che questo metodo potrebbe anche migliorare il sapore controllando la consistenza delle proteine e catturando gli aromi nella fase grassa.

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*Crediti di tutte le foto: Scientific Reports